시스템공학연구소 선임연구원 김 태 근 박사 △뉴욕주립대학 공학박사(전공:병렬처리) △시스템고아학연구소 선임연구원 △주요 연구과제: 병렬컴파일러 개발, 고성능 멀티미디어 서버 개발 초고속 정보통신망은 통신 효율이 뛰어난 광케이블로 전국을 거미줄처럼 연결, 정보사회의 각종 서비스를 가능케 하는 국가적인 신경망이라 할 수 있다. 초고속 정보통신망이 구현되면 우리는 음성.화상.문자 등의 복합적인 대 용량 자료를 거리에 제한없이 동시에 송수신할 수 있게 된다.
이런 장점 때문에 세계 각국은 미래 정보사회의 패권을 장악하기 위해 초고속 정보통신망 구축에 박차를 가하고 있다. 특히 미국 정부는 초고속 정보 통신망을 근간으로 정보사회 하부구조(NII)구축을 위해 92년부터 HPCC(High Performance Computing & Communication) 계획을 2단계로 나눠 추진중에 있다. 미국이 추진하고 있는 계획은 첫째 각 주에 산재한 슈퍼컴퓨터센터를 고속 통신망으로 연결, 고성능 컴퓨팅을 이용한 산업경쟁력을 높이고 둘째 이를토대로 2010년까지 미국 전역에 초고속 정보통신망을 건설, 국민 모두가 이용가능한 다양한 정보서비스를 실시한다는 것이다. 따라서 최근 미국에서는 국민들의 복지증진과 산업경쟁력 강화를 위해 고성능 컴퓨팅을 바탕으로 하는정보서비스와 운영 SW개발에 박차를 가하고 있다.
일본과 유럽연합(EU)도 정부와 민간 공동으로 초고속 정보통신망 구축을 위해 노력하고 있다. 특히 EU는 유럽 전역을 초고속망으로 묶는 계획을 추진 중이다. 우리나라 역시 최근 초고속 정보통신망 구축과 응용서비스 개발 계획을 수립 2015년까지 45조2천억원에 이르는 막대한 자금을 투입할 예정이다.
우리나라에 초고속 정보통신망이 구축되면 국민 모두는 "언제, 어디서, 누구나 필요한 정보를 음성.화상.문자 등 다양한 형태로 주고 받을 수 있게될것이다. 뿐만아니라 홈쇼핑.원격교육.원격진료.주문형비디오.재택근무.디 지털도서관 등 다양한 정보서비스의 혜택을 받게 될 것이다.
그러나 초고속 정보통신망을 이용한 정보서비스가 실현되기 위해서는 광통 신망 구축 뿐 아니라 대용량의 정보를 동시다발적으로 송수신할 수 있는 교환기 고속전송 통신표준 기술, 각종 데이터를 저장 관리하고 송수신할 수있는 병렬컴퓨터 기술, 첨단 응용소프트웨어 기술 등이 결합되어야만 한다.
초고속정보통신망 정보서비스는 대용량의 자료처리는 물론 수많은 사용자의 다양한 욕구를 충족시켜야 하기 때문에 병렬 컴퓨터, 병렬 데이터베이스, 병렬 I/O, 병렬 응용소프트웨어 기술이 요구된다. 특히 멀티미디어원격교육, 주문형비디오.주문형게임.지리정보시스템 등을 다수에게 제공하는 멀티미디어 정보서비스는 슈퍼컴퓨터, 초병렬컴퓨터와 같은 고성능 컴퓨터의 이용이바람직하다. 80년대후반부터 보급되기 시작한 병렬컴퓨터는 최근 성능의 확장성, 가격 대성능비, 개방성, 범용성 등이 매우 뛰어나 클라이언트 서버 환경하의 고성 능서버에 활용되고 있다. 특히 병렬컴퓨터는 과학.계산용을 위한 고성능 연 산서버 외에 병렬 데이터베이스를 탑재해 OLTP, MIS, DSS 등 상용 목적의 고성능 서버로도 많이 이용되고 있다.
초고속 정보통신망에서의 응용서비스 환경은 사용자에게 서비스를 제공하는클라이언트 멀티미디어 데이터를 관리.제공하는 서버, 그리고 고속통신망 으로 이루어진다.
클라이언트로는 PC나 세트톱박스 등이 이용되며, 서버로는 대용량의 영상 및음성데이터를 효율적으로 처리할 수 있는 고성능 컴퓨터를 이용해야 한다.
바로병렬컴퓨터는 멀티미디어 환경에서 막대한 용량의 데이터를 저장.관리, 초고속으로 송수신할 수 있는 능력을 갖고 있는 것으로 판단된다.
병렬컴퓨터를 멀티미디어서버로 이용하기 위해서는 연산능력도 중요하지만 특히 입출력장치에서 빠른 응답시간과 대량의 데이터 전송능력, 데이터 저장 및 관리 능력이 지원될 수 있어야 한다.
효율적인 멀티미디어 서비스를 제공하기 위해 정보서버의 기능은 매우 중요하다. 방대한 작업 부하와 멀티미디어 자료의 복잡성 때문에 초고속 정보 통신망에서 정보서버는 다수의 사용자에게 대용량의 다양한 정보서비스를 제공하기 위해 다음과 같은 사항이 고려되어야 한다.
첫째는 대용량 자료 저장능력을 갖추어야 한다는 점이다. 초고속 정보통신 망에서 2시간 분량의 영화를 MPEG1이나 MPEG2로 압축할 경우 1기가~3.5기가 바이트의 용량이, 영화를 감상할 때는 최소 1.5~4Mbps의 전송속도가 필요하다. 특히 HDTV수준의 고화질 프로그램을 상업 목적으로 이용할 경우 수백 기 가바이트급에서 테라바이트급의 대용량 서버가 필요하다.
둘째는 타이틀의 다양화이다. 한개의 정보서버가 1백가구에 서비스를 제공 한다면 적어도 1백개의 타이틀을 저장하고 있어야 한다. 만약 어떤 정보서버 가소수의 타이틀만을 보유하고 있다면 원거리 서버로부터 타이틀을 전송받아야하는 어려움이 따른다.
셋째는 응답시간의 최소화이다. 고객에게 나타나는 응답시간은 주문형 정보서비스의 성공여부를 결정하는 중요한 요소다. 접속 초기 응답시간의 지연 은어느정도 허용될 수 있지만 중단했던 스트림을 재개할 경우 응답시간은 가급적 짧아야 한다. 또 응답시간의 평균 값과 최악의 경우의 값의 차이가 적어야 한다.
넷째는 동일 타이틀을 최대한 보유해 놓아야 한다. 여러 사용자가 같은 데이터를 동시에 요구할 수 있으므로 정보서버는 많은 스트림을 처리할 수 있는능력이 있어야 한다.
다섯째는 서비스 비용이 저렴해야 한다. 정보서비스관련 기기 설치비용은 사용자당 수십만원 이내가 적당하며, 서비스이용에 따른 월 수수료는 기존케이블TV수준 정도이어야 한다.
여섯째는 정보서비스 품질이 우수해야 한다. 초고속 정보통신망 운용에서 정보서비스 품질은 매우 중요한 요소이다. 예를 들어 원격의료시스템을 이용 해심장 수술을 하는 의사에게 있어 서비스되는 정보의 화질이 나쁠 경우 큰 문제를 야기시킬 수 있다. 따라서 멀티미디어 정보서버는 다양한 고객의 수요를 만족시키기 위해 고품질을 유지해야 한다.
일곱째는 멀티미디어 서버가 실시간 처리 능력을 갖추어야 한다. 고성능 멀티미디어 서버는 실시간 데이터 스트림을 제공하는 이외에 위성이나 원거 리서버로부터의 다운로딩, 지급, 청구, 개인시스템과의 통신과 같은 서비스 도제공해야 한다.
여덟째는 신뢰성과 활용성이 있어야 한다. 정보서버는 활용하는 데이터가 많을수록 신뢰성을 유지하기 어려운 만큼 테라바이트급 데이터에 대한 결함 허용성을 제공하기 위해 특별한 하드웨어와 소프트웨어가 필요하다. 또한 정 보서버는 고객이 어느 때나 정보를 요구할 수 있으므로 항상 작동해야 한다.
아홉째는 고속 신호처리 능력을 갖춰야 한다. 정보서버에는 각종 데이터를 압축시키기 위해 스칼라, 고속 실수연산, 압축과 신호처리에 대한 특별한 하드웨어가 필요하다.
이같은 요구조건을 만족시키기 위해 멀티미디어 서버는 고속통신망은 물론자료 입출력을 고속으로 처리할 수 있는 다중 프로세서들로 구성된 고성능 컴퓨터가 적합하다.
5백만명의 가입자를 대상으로 1백메가flops의 정보처리를 요구하는 서비스 가실시될 경우 1테라flops 연산처리 능력을 가진 50~5백대의 고성능 멀티미 디어서버가 필요하다. 이는 현재 국내에 설치된 슈퍼컴퓨터의 수천배가 넘는수치이다. VOD로 대표되는 멀티미디어 정보서비스는 대용량의 자료 저장.관리.검색 및고성능의 연산처리가 필수적이다. 특히 대용량의 자료처리, 검색에 유리한 병렬 데이터베이스, 높은 통신 대역폭과 고속의 디스크 접속을 제공하는 병렬 I/O, 고속의 연산처리를 제공하는 병렬 컴퓨팅 기술은 미래 초고속 정보 화의 중심적 기술이라 할수 있다.
따라서 현재 수행중인 초고속 정보통신망 정보서비스 개발과 관련해 정부 및산업계, 연구기관에서는 △제공할 정보서비스의 내용과 사용자및 컴퓨터 파워 등에 대한 수요 예측 △컴퓨터 자원의 낭비를 막기 위한 클러스트링 기법의 연구 △정부출연연구기관, 대학 등의 초병렬컴퓨터와 슈퍼컴퓨터 도입 및증설 △정보통신부의 고속 중형컴퓨터 개발, 통상산업부의 초고속 병렬처 리컴퓨터 개발과제와 병행한 정보서비스 개발이 절실한 실정이다.
병렬컴퓨터를 활용한 멀티미디어 서버개발 현황 병렬컴퓨터를 이용한 멀티미디어 서버의 개발은 최근 오라클과 엔큐브가 공동으로 추진하고 있는 것을 비롯해 인텔.IBM.실리콘그래픽스 등에서 활발 히진행되고 있다. 특히 미국에서는 뉴욕 초고속시험망에서 병렬처리시스템을 이용한 INFOMALL프로젝트, SGI와 타임워너의 파워챌린지(Power Challenge)를 이용한 VOD서비스 개발, 인텔의 병렬 멀티미디어서버 개발 등이 NII정보서비 스 개발차원에서 추진되고 있다.
이중 INFOMALL프로젝트에는 뉴욕을 기반으로 하고 있는 IBM.코닥.디지탈.
오라클.엔큐브.CNN등의 대기업과 50여개 중소기업, 5개 대학, 국방관련 정부연구소 뉴욕주정부 등이 공동으로 참여하고 있다. 이들 컨소시엄은 뉴욕 주를 기반으로 기업의 경쟁력 강화와 고성능 컴퓨팅 기반기술의 산업화, 병렬컴퓨팅 환경을 통한 뉴욕 시범망에서 VOD.원격교육.디지털도서관.원격의료 등의 서비스를 개발하고 있다.
한편 국내에서는 OLTP, DSS 등을 위해 정통부 주관의 고속 중형 병렬컴퓨터 통산부 주관의 초고속 병렬처리 컴퓨터 개발이 국책과제로 추진중이다.
또한과기처가 초고속 정보통신망에서 필요한 공통 핵심소프트웨어개발을 위해SOFTECH2015 사업을 추진할 계획이다.